JPS63116055A - 蓄冷式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は蓄冷槽を有する冷媒液強制循環式の冷凍装置に
関するものである。

（従来の技術） 第８図は従来より用いられている冷媒液強制循環式の冷
凍装置を示すもので、フレオンガス等の冷媒を貯蔵した
低圧受液器１より、ガス圧縮器２にて冷媒ガスを抽出す
ると共に高圧ガスとし、冷媒高圧管路３にて凝縮器４４
送り液化した復、高圧受液器５に蓄え、膨脹弁６を介し
て低圧受液器１へ冷媒液と冷媒ガスとに分離して貯蔵す
る。

一方、低圧受液器１．内の冷媒液は、液ポンプ７により
冷媒低圧管路８にて強制循環され、冷却器９を介して低
圧受液器１へ戻される。

上述の如く構成された冷凍装置は、これらのサイクルを
反復して冷凍運転する°ものである。

しかし、この冷凍装置をビル冷房や冷凍自圧等に使用し
た場合、時間帯により負荷が異なるので冷凍能力を負荷
の最大に合せなくてはならず、冷凍装置の容量低減に限
界があった。

また、負荷の変動に応じて冷凍能力を変化させるため、
ガス圧縮器２にインバータ制御機器が必要になると共に
負荷の有る時のみ冷凍運転するので、稼働率が低い問題
があった。

これらの問題点を解決するために第９図に示すような蓄
冷式冷凍装置も使用されている。

この装置では、低圧受液器１内の冷媒を冷媒液と冷媒ガ
スとに分離するサイクルは第８図と同様である。この装
置の第８図の装置と相違する点は低圧受液器１より冷媒
液を液ポンプ７および冷媒低圧管路８にて水あるいはエ
チレングリコール等の蓄冷液を貯蔵した蓄冷槽１０内へ
導入し、熱交換器１１を介して蓄冷すると共に低圧受液
器１へ戻す点にある。

上述の如く構成された冷凍装置は、負荷の無い時に運転
して蓄冷し、負荷の有る時に蓄冷槽１０より冷水ポンプ
１２および蓄冷液の循環管路１３にてビル冷房・冷凍倉
庫等の負荷設備１３ａへ蓄冷液を送給して利用するもの
である。このように第９図の装置は蓄冷を行うことがで
きるが、蓄冷槽１０の冷熱利用に蓄冷液を取出して循環
させるので、液熱交換器型の負荷設備しか利用できず、
かつ蓄冷槽１０内を過冷却すると冷水が循環できなくな
る問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 第９図の装置のように従来の蓄冷式の冷凍装置は液熱交
換型の負荷設備にしか利用できず、直膨式の負荷装置に
対しては使用できない。直膨式の負荷装置は第８図に示
す装置のように蓄冷を行なうことができず最大負荷に合
せた冷凍能力の装置が必要である。

この発明は、このような従来の装置の問題点を解決し、
直膨式の負荷装置に対しても適用できる蓄冷式の冷凍装
置を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、冷媒液強制循環による直接膨張式の冷凍装置
に流体路切替装置と蓄冷槽とを組合せることにより、蓄
冷槽への蓄冷および蓄冷利用の冷凍運転等ができるよう
にしたもので、冷媒高圧管路の高圧受液器と膨脹弁との
間に流体路切替装置を介して高圧冷媒を蓄冷槽に通し膨
脹弁の前に戻す配管を設けると共に、冷媒低圧管路の冷
却器と低圧受液器との間に蓄冷槽用流体路切替装置を介
して低圧冷媒を蓄冷槽に通し低圧受液器に戻す配管を設
け、さらに、冷媒低圧管路の液ポンプ後から冷却器用流
体路切替装置を介して低圧冷媒を蓄冷槽用流体路切替装
置前に流すバイパス配管を設けて蓄冷槽を切替えて使用
することにより直膨式で蓄冷可能な冷凍装置を得たもの
である。

（作用） 本発明の蓄冷式冷凍装置は、流体路切替装置の操作およ
びガス圧縮器の運転を切替えることにより、 ■低圧受液器内の冷媒液を循環してなる通常の冷凍運転
、 ■蓄冷液を貯蔵した蓄冷槽内を通る配管による蓄冷運転
、 ■蓄冷槽内の冷熱を利用した通常の冷凍運転、■膨張す
る前の高圧冷媒液を蓄冷槽内の冷熱で過冷却し、冷凍能
力を向上させて冷凍運転する冷却・蓄冷利用の併用運転
、 の各運転動作が行えるようにしており、これにより、冷
凍装置の容量低減に対する問題が解決できる。

更に本発明装置は蓄冷槽内の蓄冷液を循環することなく
冷凍運転できるため、液熱交換器型の負荷設備しか蓄冷
利用できなかった問題が解決できるものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すもので、前記第８図の
従来の装置と同様にフレオンガス等の冷媒を貯蔵した低
圧受液器１と、この低圧受液器内の冷媒ガスを抽出して
高圧ガスとするガス圧縮器２と、高圧ガスを冷却して液
化する凝縮器４と、液化した冷媒液を蓄える高圧受液器
５と、低圧受液器１に冷媒液と冷媒ガスとに分離して貯
蔵するための膨脹弁６とが冷媒高圧管路３にて順次連結
されている。

この発明の装置においてはこのような従来の構成に加え
て、上記冷媒高圧管路３の高圧受液器５と膨脹弁６との
間の管路３ｄに冷媒の流路を切替ることのできる流体路
切替装置１４が設けられ、この流体路切替ｖｔ置を介し
て水等の蓄冷液を貯蔵した蓄冷横１０内に冷媒を導き、
過冷却して膨脹弁６の前の管路３ｅに戻す配管１５が設
けられている。

一方、第８図の装置と同様に低圧受液器１に冷媒液を循
環させる液ポンプ７と、冷却器９とが冷媒低圧管路８に
よって順次連結されているが、この発明ではさらにこの
冷媒低圧管路の冷却器９と低圧受液器１との間の管路８
ａに蓄冷槽用流体路切替装置１７が設けられ、この蓄冷
槽用流体路切替装置を介して蓄冷槽１０内に冷媒を導き
、熱交換して低圧受液器１に戻す配管１つが設けられて
いる。

また、上記冷媒低圧管路８の液ポンプ７後の管路に冷却
器用流体路切替装置！１６が設けられ、この冷却器用流
体路切替装置を介して冷媒を蓄冷槽用流体路切替装置１
７の前に流すバイパス群１１８が設けられている。

上述の如く構成された本装置は、次表に示すように流体
路切替装置１４．１６および１７の装置およびガス圧縮
器２°の運転を切替えることで、■通常の冷凍運転、■
蓄冷運転、■蓄冷利用運転、■冷却・蓄冷利用の併用運
転ができる。

以下にこれらの運転サイクルについて説明する。

＜ａ　＞通常運転の場合、 第２図に示す如く高圧受液器５に蓄えられた冷媒液は、
流体路切替装置１４と膨脹弁６を介して冷媒ガスと冷媒
液に分離して低圧受液器１へ貯蔵し、この冷媒液を液ポ
ンプ７により冷却器用流体路切替装置１６を介して冷却
器９に送り、冷却器の冷媒ガスは蓄冷槽用流体路切替装
置１７を介して低圧受液器１へ戻される。

（ｂ）蓄冷運転の場合、 第３因に示す如く高圧受液器５より低圧受液器１に至る
サイクルは通常運転と同様で、低圧受液器に蓄冷槽用流
体路切替装置１７を介して蓄冷槽１０内を通る配管１９
にて蓄冷を行い、蓄冷層の冷媒ガスは低圧受液器１へ戻
される。

（Ｃ）蓄冷利用運転の場合、 第４図に示す如くガス圧縮器２の運転は停止し、低圧受
液器１の冷媒液を液ポンプ７により冷却器用流体路切替
装置１６を介して冷却器９に送り、冷却後の冷媒ガスは
蓄冷槽用流体路切替装置１７を介して蓄冷ｌｆｆ１ｏ内
を通る配管１９にて凝縮され、冷媒液として低圧受液器
１に戻される。

（ｄ　）冷却・蓄冷利用の併用運転の場合、第５図に示
す如く高圧受液器５に蓄えられた冷媒液は、流体路切替
装置１４を介して蓄冷槽１０内を通る配管１５にて過冷
却され、冷凍能力が向上される。過冷却された冷媒は膨
脹弁６を介して冷媒液と冷媒ガスに分離して低圧受液器
１へ戻される。一方、冷媒液は液ポンプ７により冷却器
用流体路切替装置１６を介して冷却器９に送られ、冷却
後の冷媒ガスは蓄冷槽用流体路切替装置１７を介して低
圧受液器１に戻される。

上述の実施例では、蓄冷槽１０内の配管を２本としたが
、１本に兼用することもできる。

第６図はその実施例を示すもので、流体路切替装置１４
と電磁弁２０．蓄冷槽用流体路切替装置１７と電磁弁２
１とが各々連動しており、冷媒が流体路切替装置を介し
て蓄冷槽１０内の兼用配管２２を経由する時のみ電磁弁
が開くようになっている。

上述の如く構成された冷凍装置の運転サイクルについて
説明する。

（ａ　）蓄冷運転および蓄冷利用運転の場合、冷媒は蓄
冷槽用流体路切替装置１７と兼用配管２２と電磁弁２１
を経由し、低圧受液器１に戻される。

（ｂ　）冷却・蓄冷利用の併用運転の場合、冷媒は流体
路切替装置１４と兼用配管２２と電磁弁２０と膨脹弁６
を介して冷媒液と冷媒ガスとに分離して低圧受液器１に
戻される。

また、本発明は冷媒装置のみならず冷暖房運転が可能な
エアコンにも適用できるもので、第７図はその実施例を
示す。

図において、２３および２４は冷媒の流路を切替えるこ
とのできる流体路四方切替装置で２５および２６はエア
コンの室内パッケージに内蔵された直膨コイルとファン
である。

以下に本装置の運転サイクルについて説明する。

（冷房運転） （ａ　’）通常運転の場合、 低圧受液器１の冷媒ガスはガス圧縮器２にて抽出すると
共に高圧ガスとし、流体路四方切替装置２３と凝縮器４
と流体路四方切替装置２４を介して高圧受液器５に蓄え
られ、流体路切替装置１４と膨脹弁６を介して冷媒液と
冷媒ガスとに分離して低圧受液器１に戻される。一方、
低圧受液器１の冷媒液は液ポンプ７と冷却器用流体路切
替装置１６と流体路四方切替装置２４を介して室内パッ
ケージ内の直膨コイル２５とファン２６にて冷部し、冷
却后の冷媒ガスは流体路四方切替装置２３と蓄冷槽用流
体路切替装置１７を介して低圧受液器１に戻される。

（ｂ）蓄冷運転の場合 低圧受液器１の冷媒ガスを冷媒液と冷媒ガスとに分離し
て低圧受液器１に戻すサイクルは、通常運転と同様で、
低圧受液器１の冷媒液は液ポンプ７と冷却器用流体路切
替装置１６とバイパス配管１８を経由し、蓄冷槽用流体
路切替装置１７と蓄冷槽１０内を通る兼用配管２２にて
蓄冷し、蓄冷后の冷媒ガスは電磁弁２１を介して低圧受
液器１に戻される。

（Ｃ）蓄冷利用運転の場合、 と流体路四方切替装置２４を介して室内パッケージ内の
直膨コイル２５とファン２６にて冷却し、冷却后の冷媒
ガスは流体路四方切替装置２３と蓄冷槽用流体路切替装
置を介して蓄冷槽１０内を通る兼用配管２２にて凝縮し
、冷媒液として低圧受液器１に戻される。

（ｄ　）冷却・蓄冷利用の併用運転の場合、低圧受液器
１の冷媒ガスを高圧受液器５に蓄えるまでのサイクルは
通常運転と同様で、この高圧受液器５の冷媒液は流体路
切替装置１４を介して蓄冷槽１０内を通る兼用配管２２
にて過冷却され、冷凍能力を向上させて電磁弁２ｏと膨
脹弁６を介して冷媒液と冷媒ガスとに分離して低圧受液
器１に戻される。一方、低圧受液器１の冷媒液は通常運
転と同様のサイクルである。

（暖房運転） 暖房運転を行う場合には、流体路四方切替装置２３．２
４の切替によって凝縮器４と苗内パッヶ−ジ内の直膨コ
イル２５を蒸発器と凝縮器に切替える。

運転サイクルは、低圧受液器１の冷媒ガスをガス圧縮器
２にて抽出すると共に高圧ガスとし、流体路四方切替装
置２３を介して室内パッケージ内の凝縮器２５とファン
２６にて凝縮し、凝縮器の冷媒液は流体路四方切替装置
２４を介して高圧受液器５に蓄えられ、流体路切替装置
１４と膨脹弁６を介して冷媒液と冷媒ガスとに分離して
低圧受液器１に戻される。一方、低圧受液器１の冷媒液
は液ポンプ７と冷却器用流体路切替装置１６と流体路四
方切替装置２４を介して蒸発器４にてガス化し、この冷
媒ガスは流体路四方切替装置２３と蓄冷槽用流体路切替
装置１７を介して低圧受液器１に戻される。

（発明の効果） 本発明は以上説明したとうり、 ■蓄冷槽内の冷熱で膨張前の高圧冷媒液を過冷却するこ
とにより冷凍能力が向上するので、容量の小さいガス圧
縮器が使用できる。

■負荷の小さい時には液ポンプのみを運転し、蓄冷槽の
冷熱で冷媒ガスを凝縮できるので経済的な冷凍運転が可
能である。

■直接膨張式の冷凍装置にも蓄冷槽の冷熱が利用でき、
冷水ポンプと循環配管が不要となる。

等の効果がある。

なお、本装置の蓄冷槽が有する冷熱は、液熱交換器型の
負荷設備にも利用できることは説明するまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主実施例の装置を示す系統図、第２図
は第１図の装置における通常運転のサイクル説明図、第
３図は第１図の装置における蓄冷運転のサイクル説明図
、第４因は第１図の装置における蓄冷利用運転のサイク
ル説明図、第５図は第１図の装置における冷却・蓄冷利
用の併用運転のサイクル説明図、第６図は他の実施例を
示す系統図、第７図はエアコンに適用した実施例を示す
系統図、第８図は従来の冷媒液強制循環式冷凍装置を示
す系統図、第９図は従来の蓄冷式冷凍装置を示す系統図
である。 １・・・低圧受液器、２・・・ガス圧縮器、３・・・冷
媒高圧管路、４・・・凝縮器、５・・・高圧受液器、６
・・・膨脹弁、７・・・液ポンプ、８・・・冷媒低圧管
路、９・・・冷却器、１０・・・蓄冷槽、１４・・・流
体路切替装置、１５・・・配管、１６・・・冷却器用流
体路切替装置、１７・・・蓄冷槽用流体路切替装置、１
８・・・バイパス配管、１９・・・配管。 出願人代理人　弁理士　鈴江　武彦 第４図　　　　第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 低圧受液器とガス圧縮器と凝縮器と高圧受液器と膨脹弁
   とを順次連結して低圧受液器に戻る冷媒高圧管路および
   上記低圧受液器と液ポンプと冷却器とを順次連結して低
   圧受液器に戻る冷媒低圧管路とを備えた冷媒液強制循環
   式冷凍装置において、上記冷媒高圧管路および冷媒低圧
   管路を流れる冷媒を通す蓄冷槽と、 上記■冷媒高圧管路の高圧受液器と膨脹弁との間に流体
   路切替装置を介して高圧冷媒を上記蓄冷槽に通し上記膨
   脹弁の前に戻す配管と、 上記■冷媒低圧管路の冷却器と低圧受液器との間に蓄冷
   槽用流体路切替装置を介して低圧冷媒を上記蓄冷槽に通
   し上記低圧受液器に戻す配管と、上記冷媒低圧管路の液
   ポンプ後から冷却器用流体路切替装置を介して低圧冷媒
   を上記蓄冷槽用流体路切替装置前に流すバイパス配管と
   を具備していることを特徴とする蓄冷式冷凍装置。